低品位菱鎂礦反正浮選試驗研究*

黃朝德，鄭 剛，魏 煒，余 坤

(湖北鄂東礦業(yè)投資集團有限公司，湖北 黃石435005)

0 引言

鎂以其質(zhì)輕、耐沖壓等特有的理化性質(zhì)被大量應(yīng)用于汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域[1-3]。我國菱鎂礦資源豐富，隨著近些年的不斷開采，高品位菱鎂礦資源保有量逐漸減少，因此加強對低品位菱鎂礦選別的研究力度是解決我國高品位菱鎂礦資源日益短缺的重要途徑[4-5]。本試驗針對菱鎂礦中的硅鈣雜質(zhì)，采用反正浮選工藝[6-8]，對低品位菱鎂礦礦石進行了分選。

1 試樣來源及組成

試樣來自某菱鎂礦選廠， 試樣的多元素分析結(jié)果見表1。

表1 試樣的多元素分析結(jié)果 單位：%

由表1可知，礦石的主要成分是MgO，雜質(zhì)礦物主要是SiO2和CaO。根據(jù)菱鎂礦產(chǎn)品的技術(shù)指標規(guī)定，該試樣中MgO的品位基本達到工業(yè)四級品要求[9-10]，但原礦中SiO2質(zhì)量分數(shù)略高于2%，超過了該品級要求。因此，本研究的主要目的是降低礦石中SiO2和CaO的質(zhì)量分數(shù)，提高MgO的品位。

2 試驗研究

2.1 反浮選脫硅試驗

該試驗采用反正浮選工藝，先反浮選脫除大部分含硅礦物和一部分含鈣礦物，再通過正浮選強化脫除含鈣硅礦物，從而實現(xiàn)對高硅高鈣型低品位菱鎂礦的提質(zhì)降雜。反浮選試驗流程見圖1。

圖 1 反浮選試驗流程

2.1.1 反浮選磨礦細度試驗

用硫酸將礦漿的pH調(diào)整至6左右，加入少量水玻璃，以十八胺作為捕收劑進行了磨礦細度試驗，結(jié)果見圖2。

圖 2 反浮選磨礦細度試驗結(jié)果

由圖2可知：提高磨礦細度有利于提高MgO品位，但MgO回收率逐漸降低；當磨礦細度從-0.074 mm質(zhì)量分數(shù)占 65.9%提高至占79.8%時，MgO品位增幅較大；繼續(xù)提高磨礦細度，MgO品位有一定的增加，但增幅較小。綜合考慮精礦MgO品位和MgO回收率，確定磨礦細度為-0.074 mm質(zhì)量分數(shù)占79.8%。

2.1.2 反浮選礦漿pH試驗

以硫酸作為礦漿pH調(diào)整劑進行了反浮選試驗，結(jié)果見圖3。

圖3 反浮選礦漿pH試驗結(jié)果

由圖3可知：當?shù)V漿pH從5調(diào)整至6時，MgO品位增幅較大；當?shù)V漿pH從6調(diào)整至8時，MgO品位逐漸降低，MgO回收率也呈降低趨勢。因此，確定反浮選礦漿pH為6。

2.1.3 反浮選水玻璃用量試驗

水玻璃是一種在選礦中應(yīng)用廣泛的分散劑，可以有效降低泡沫的黏度，增加其流動性，從而降低因泡沫的夾帶作用而造成的有用礦物的損失，提高精礦品位。若水玻璃用量過大，將會造成精礦的含水量增加，從而增加精礦過濾的難度。因此，在提高精礦MgO品位的同時，應(yīng)最大限度地降低水玻璃的用量。水玻璃用量試驗結(jié)果見圖4。

圖4 反浮選水玻璃用量試驗結(jié)果

由圖4可知：隨著水玻璃用量的增加，精礦MgO品位逐漸提高；當水玻璃用量從300 g/t增加至500 g/t時，MgO品位提高較快，MgO回收率均在91%以上；當水玻璃用量繼續(xù)增加時，MgO品位仍在提高，而MgO回收率則降至91%以下?？紤]到水玻璃用量的增加對精礦過濾的影響，確定最佳的水玻璃用量為500 g/t。

2.1.4 反浮選捕收劑用量試驗

捕收劑的用量對浮選回收率影響較大，為確定反浮選捕收劑的最佳用量，進行了捕收劑十八胺用量試驗，結(jié)果見圖5。

圖5 反浮選捕收劑用量試驗結(jié)果

由圖5可知：當捕收劑十八胺的用量逐漸增加時，MgO品位也逐漸增加，但MgO回收率逐漸降低；當捕收劑用量從100 g/t增至300 g/t時，MgO品位增幅較大，MgO回收率在91%以上；當捕收劑用量繼續(xù)增加時，過量的捕收劑產(chǎn)生了抑制作用，導致MgO回收率下降。綜合考慮確定捕收劑十八胺的最佳用量為300 g/t。

2.2 正浮選脫鈣試驗

礦石經(jīng)反浮選后可脫除大部分含硅脈石礦物，反浮選精礦MgO品位可達44.21%，但精礦中白云石含量較高。為了進一步降低菱鎂礦反浮選精礦(反浮選槽內(nèi)產(chǎn)品)中的含鈣硅雜質(zhì)，提高菱鎂礦中MgO的品位，進行了正浮選脫鈣試驗，試驗流程見圖6。

圖6 正浮選脫鈣試驗流程

2.2.1 正浮選礦漿pH試驗

在以氫氧化鈉為礦漿pH調(diào)整劑、捕收劑油酸用量為1 500 g/t、抑制劑六偏磷酸鈉用量為150 g/t、起泡劑2#油用量為100 g/t的條件下，進行了正浮選礦漿pH試驗，結(jié)果見圖7。

由圖7可知，隨著礦漿pH的增大，MgO回收率逐漸升高，但MgO品位呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。這是由于礦漿pH的增大使得油酸的捕收效果逐漸增強，故MgO回收率逐漸增加；但隨著礦漿pH的進一步增大，降低了六偏磷酸鈉的抑制效果，導致MgO品位逐漸降低。綜合考慮確定礦漿pH為9。

圖7 正浮選礦漿pH試驗結(jié)果

2.2.2 正浮選抑制劑用量試驗

為了進一步降低反浮選精礦中的鈣硅雜質(zhì)，提高菱鎂礦中MgO的品位，在礦漿pH為9、捕收劑油酸用量為1 500 g/t的條件下，進行了抑制劑六偏磷酸鈉用量試驗，結(jié)果見圖8。

圖8 正浮選抑制劑用量試驗結(jié)果

由圖8可知：MgO品位隨著六偏磷酸鈉用量的增加而增加，但MgO回收率逐漸降低；當六偏磷酸鈉用量從50 g/t增至150 g/t時，MgO品位增幅較大；繼續(xù)增加六偏磷酸鈉的用量時，MgO品位的增幅有限，但MgO回收率卻逐漸下降。因此，確定正浮選六偏磷酸鈉的用量為150 g/t。

2.2.3 正浮選起泡劑用量試驗

2#油作為常用起泡劑，因其低廉的價格及較好的起泡效果而被廣泛使用。為確定合適的起泡劑用量，進行了2#油用量試驗，結(jié)果見圖9。

圖9 正浮選起泡劑用量試驗結(jié)果

由圖9可知：2#油用量低時，雖然MgO品位較高，但是MgO回收率較低；隨著2#油用量的增加，起泡效果得到改善，MgO回收率逐漸升高；當2#油用量為100 g/t時，MgO回收率與MgO品位均較高；繼續(xù)增加2#油的用量時，MgO回收率增幅不大。從經(jīng)濟成本考慮，確定2#油最佳用量為100 g/t。

2.2.4 正浮選捕收劑用量試驗

以油酸為該試驗正浮選捕收劑，在pH為9、六偏磷酸鈉用量為150 g/t、2#油用量為100 g/t的條件下，進行了油酸用量試驗，結(jié)果見圖10。

圖10 正浮選捕收劑用量試驗結(jié)果

由圖10可知：隨著油酸用量的增加，MgO回收率逐漸升高，MgO品位逐漸降低；當油酸用量為1 500 g/t時，綜合指標最優(yōu)，此時的MgO品位為46.31%、MgO回收率為91.23%。因此，確定正浮選捕收劑油酸的最佳用量為1 500 g/t。

2.3 閉路試驗

為進一步提高菱鎂礦的MgO回收率，降低尾礦的MgO品位，提高鎂資源利用率，在開路試驗的基礎(chǔ)上，增加1精1掃作業(yè)，進行閉路試驗，試驗流程見圖11，試驗結(jié)果見表2。

圖11 閉路試驗流程

表2 閉路試驗結(jié)果 單位：%

由表2可知，精礦產(chǎn)品中，MgO品位達到了46.12%，MgO回收率為75.88%；其中脈石礦物SiO2質(zhì)量分數(shù)為0.92%，其去除率為68.33%，CaO質(zhì)量分數(shù)為0.81%，其去除率達88.60%。精礦品級達到了菱鎂礦一級品要求。

3 結(jié)論

a.試樣的多元素分析結(jié)果顯示，該菱鎂礦的主要成分為MgO，品位為42.260%，脈石礦物主要是SiO2和CaO，質(zhì)量分數(shù)分別為2.020%和4.940%，屬工業(yè)四級品。

b.反浮選最佳條件：磨礦細度為-0.074 mm質(zhì)量分數(shù)占79.8%、礦漿pH為6、水玻璃用量為500 g/t、十八胺用量為300 g/t，在該條件下可得到MgO品位為44.21%的反浮選精礦。

c.正浮選最佳條件：礦漿pH為9、抑制劑六偏磷酸鈉用量為150 g/t、2#油用量為100 g/t、捕收劑油酸用量為1 500 g/t，在該條件下可得到MgO品位為46.31%的菱鎂礦精礦。

d.在上述最佳浮選試驗條件下，進行了閉路試驗，最終產(chǎn)品MgO品位為46.12%、MgO回收率為75.88%，其主要脈石礦物SiO2、CaO的質(zhì)量分數(shù)分別為0.92%、0.81%，該菱鎂礦精礦產(chǎn)品質(zhì)量滿足工業(yè)一級品要求。